JPH09304320A - 汚染度合検出装置 - Google Patents
汚染度合検出装置Info
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- JPH09304320A JPH09304320A JP12286596A JP12286596A JPH09304320A JP H09304320 A JPH09304320 A JP H09304320A JP 12286596 A JP12286596 A JP 12286596A JP 12286596 A JP12286596 A JP 12286596A JP H09304320 A JPH09304320 A JP H09304320A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 環境条件等（温度や湿度）に起因して検知部
の端子電圧が高い方や低い方に変位しても設定値に自動
調節され、これにより広いダイナミックレンジが確保で
きる汚染度合検出装置の提供。 【解決手段】 汚染度合検出装置Ａは、感応体部１１及
び電気ヒータ１２を有するガスセンサ１と、ドレイン２
１を＋５Ｖに接続し、ソース２２を感応体部１１に接続
したＦＥＴ２と、待機時間のあいだ端子電圧Ｖｓが設定
値（例えば＋２．５Ｖ）になる様に調整用電圧ＶａのＨ
ｉ状態時間ｔを調節するとともに、待機時間終了後に感
応体部１１の端子電圧Ｖｓの変化に基づいて空気の汚れ
具合を判定するマイクロコンピュータ３とを備える。
の端子電圧が高い方や低い方に変位しても設定値に自動
調節され、これにより広いダイナミックレンジが確保で
きる汚染度合検出装置の提供。 【解決手段】 汚染度合検出装置Ａは、感応体部１１及
び電気ヒータ１２を有するガスセンサ１と、ドレイン２
１を＋５Ｖに接続し、ソース２２を感応体部１１に接続
したＦＥＴ２と、待機時間のあいだ端子電圧Ｖｓが設定
値（例えば＋２．５Ｖ）になる様に調整用電圧ＶａのＨ
ｉ状態時間ｔを調節するとともに、待機時間終了後に感
応体部１１の端子電圧Ｖｓの変化に基づいて空気の汚れ
具合を判定するマイクロコンピュータ３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気の汚れ具合を
検出する汚染度合検出装置に関する。
検出する汚染度合検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＷＯ
3 等の金属酸化物半導体を使用した半導体式のガスセン
サが知られている。この様な、半導体式のガスセンサ
は、温度や湿度等の環境条件、製造時における素材
の混合比や、素材に混合する触媒の分布のバラつき、
ガスセンサを配置する空間が狭い（密閉空間が狭いとガ
スが壁等に吸着する）、内蔵ヒータの抵抗値のバラツ
キ等の要因により抵抗値自体の変化の影響を受け易い
（図６参照）。従って、図７に示す方法（従来技術１）
や、図８に示す方法（従来技術２）で対応していた。
3 等の金属酸化物半導体を使用した半導体式のガスセン
サが知られている。この様な、半導体式のガスセンサ
は、温度や湿度等の環境条件、製造時における素材
の混合比や、素材に混合する触媒の分布のバラつき、
ガスセンサを配置する空間が狭い（密閉空間が狭いとガ
スが壁等に吸着する）、内蔵ヒータの抵抗値のバラツ
キ等の要因により抵抗値自体の変化の影響を受け易い
（図６参照）。従って、図７に示す方法（従来技術１）
や、図８に示す方法（従来技術２）で対応していた。
【０００３】（従来技術１）マイクロコンピュータ１０
０の電源電圧は通常５Ｖであるので、マイクロコンピュ
ータ１００が処理可能な入力電圧の上限／下限は、４．
８Ｖ／０．２Ｖである。そこで、ガスセンサ１０１を常
温常湿（温度約２５℃、湿度約６０％）の環境下に置
き、上記、、に起因する変位を解消する為、可変
抵抗器１０２を調整して検知部１０３に印加する電圧を
変化させ、端子電圧Ｖｓを中央値Ｖｓｃ（＋４．８Ｖと
＋０．２Ｖの中間点；２．５Ｖ）に調整する（図６、７
参照）。
０の電源電圧は通常５Ｖであるので、マイクロコンピュ
ータ１００が処理可能な入力電圧の上限／下限は、４．
８Ｖ／０．２Ｖである。そこで、ガスセンサ１０１を常
温常湿（温度約２５℃、湿度約６０％）の環境下に置
き、上記、、に起因する変位を解消する為、可変
抵抗器１０２を調整して検知部１０３に印加する電圧を
変化させ、端子電圧Ｖｓを中央値Ｖｓｃ（＋４．８Ｖと
＋０．２Ｖの中間点；２．５Ｖ）に調整する（図６、７
参照）。
【０００４】（従来技術２）ガスセンサ１０１を配設し
た室内の空気が汚染されていたり、環境状況（例えば、
夏季高温多湿時期）により端子電圧Ｖｓが低い場合に
は、マイクロコンピュータ１００はトランジスタ１０４
をオン状態に維持して抵抗１０５をショートし、検知部
１０３に、抵抗１０６を介して直流電圧を印加する（図
８参照）。
た室内の空気が汚染されていたり、環境状況（例えば、
夏季高温多湿時期）により端子電圧Ｖｓが低い場合に
は、マイクロコンピュータ１００はトランジスタ１０４
をオン状態に維持して抵抗１０５をショートし、検知部
１０３に、抵抗１０６を介して直流電圧を印加する（図
８参照）。
【０００５】ガスセンサ１０１を配設した室内の空気の
清浄化が進行し、端子電圧Ｖｓが上昇してくると、マイ
クロコンピュータ１００がトランジスタ１０４をオフ状
態にして、検知部１０３に抵抗１０５、１０６を介して
直流電圧を印加し、端子電圧Ｖｓを引き下げる。尚、ガ
スセンサ１０１を配設した室内の空気の清浄化が進行し
ていても、環境状況（例えば、夏季高温多湿時期）によ
り端子電圧Ｖｓが低い場合にはマイクロコンピュータ１
００はトランジスタ１０４をオフ状態にしない。
清浄化が進行し、端子電圧Ｖｓが上昇してくると、マイ
クロコンピュータ１００がトランジスタ１０４をオフ状
態にして、検知部１０３に抵抗１０５、１０６を介して
直流電圧を印加し、端子電圧Ｖｓを引き下げる。尚、ガ
スセンサ１０１を配設した室内の空気の清浄化が進行し
ていても、環境状況（例えば、夏季高温多湿時期）によ
り端子電圧Ｖｓが低い場合にはマイクロコンピュータ１
００はトランジスタ１０４をオフ状態にしない。
【０００６】
（従来技術１）上記の様に調整した半導体式のガスセン
サ１０１を、冬季乾燥時期（例えば温度１０℃、湿度３
０％）に使用する場合は、検知部１０３の抵抗値が調整
時より上がる為、検知部１０３の端子電圧Ｖｓは１Ｖ程
度、高い方に変位（Ｖｓｃ→Ｖｓ2 ）する。この状態で
は、清浄側のレンジは最大でも（４．８Ｖ−３．５Ｖ＝
１．３Ｖ）しか取れない。
サ１０１を、冬季乾燥時期（例えば温度１０℃、湿度３
０％）に使用する場合は、検知部１０３の抵抗値が調整
時より上がる為、検知部１０３の端子電圧Ｖｓは１Ｖ程
度、高い方に変位（Ｖｓｃ→Ｖｓ2 ）する。この状態で
は、清浄側のレンジは最大でも（４．８Ｖ−３．５Ｖ＝
１．３Ｖ）しか取れない。
【０００７】又、夏季高温多湿時期（例えば温度３０
℃、湿度７０％）に使用する場合は、検知部１０３の端
子電圧Ｖｓは１Ｖ程度、低い方に変位（Ｖｓｃ→Ｖ
ｓ1 ）する。この状態では、汚染側のレンジは最大でも
（１．５Ｖ−０．２Ｖ＝１．３Ｖ）しか取れない。つま
り、調整時と異なる環境下で半導体式のガスセンサを使
用すると、ダイナミックレンジが狭くなる。
℃、湿度７０％）に使用する場合は、検知部１０３の端
子電圧Ｖｓは１Ｖ程度、低い方に変位（Ｖｓｃ→Ｖ
ｓ1 ）する。この状態では、汚染側のレンジは最大でも
（１．５Ｖ−０．２Ｖ＝１．３Ｖ）しか取れない。つま
り、調整時と異なる環境下で半導体式のガスセンサを使
用すると、ダイナミックレンジが狭くなる。
【０００８】（従来技術２）上記、、に起因する
端子電圧Ｖｓの変位は解消できない。従来技術２では、
上記に起因する変位は或る程度解消できるが、これで
も、ダイナミックレンジは精々、３．５Ｖ程度である。
端子電圧Ｖｓの変位は解消できない。従来技術２では、
上記に起因する変位は或る程度解消できるが、これで
も、ダイナミックレンジは精々、３．５Ｖ程度である。
【０００９】本発明の目的は、環境条件（温度や湿度）
等に起因して検知部の端子電圧が高い方や低い方に変位
していても設定値に自動調節され、これにより広いダイ
ナミックレンジが確保できる汚染度合検出装置の提供に
ある。
等に起因して検知部の端子電圧が高い方や低い方に変位
していても設定値に自動調節され、これにより広いダイ
ナミックレンジが確保できる汚染度合検出装置の提供に
ある。
【００１０】
（請求項１の作用）電気ヒータが、金属酸化物からなる
検知部を加熱する。直流電源と検知部との間には、（入
力端子に）印加される電圧に対応して電気抵抗が変化す
る電圧- 抵抗変換素子が電気接続されている。
検知部を加熱する。直流電源と検知部との間には、（入
力端子に）印加される電圧に対応して電気抵抗が変化す
る電圧- 抵抗変換素子が電気接続されている。
【００１１】調整用電圧制御手段は、ガスセンサが安定
状態になるまでの待機時間のあいだ、検知部の端子電圧
が設定値になる様に電圧- 抵抗変換素子に印加する調整
用電圧を調節するとともに、待機時間が終了すると調整
用電圧を前記待機時間の終了時点の値に固定する。空気
の汚れ具合に対応してガスセンサの検知部の電気抵抗値
が変化し、汚染度合検出手段は、待機時間終了後におけ
る検知部の端子電圧の変化に基づいて空気の汚れ具合を
検出する。
状態になるまでの待機時間のあいだ、検知部の端子電圧
が設定値になる様に電圧- 抵抗変換素子に印加する調整
用電圧を調節するとともに、待機時間が終了すると調整
用電圧を前記待機時間の終了時点の値に固定する。空気
の汚れ具合に対応してガスセンサの検知部の電気抵抗値
が変化し、汚染度合検出手段は、待機時間終了後におけ
る検知部の端子電圧の変化に基づいて空気の汚れ具合を
検出する。
【００１２】（請求項１の効果）汚染度合検出装置は、
ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあいだ、
検知部の端子電圧が設定値になる様に電圧- 抵抗変換素
子に印加する調整用電圧を調整用電圧制御手段が調節
し、待機時間が終了すると調整用電圧を待機時間の終了
時点の値に固定する構成である。この為、温度や湿度の
環境条件等に起因して検知部の端子電圧が高い方や低い
方に変位していても、待機時間が終了した時点で検知部
の端子電圧が設定値に自動的に調整・固定されるので、
所定環境下（例えば温度２５℃、湿度６０％）での調整
が不要であり、手間がかからない。又、広いダイナミッ
クレンジが確保できるので、検出精度の向上が図れる。
ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあいだ、
検知部の端子電圧が設定値になる様に電圧- 抵抗変換素
子に印加する調整用電圧を調整用電圧制御手段が調節
し、待機時間が終了すると調整用電圧を待機時間の終了
時点の値に固定する構成である。この為、温度や湿度の
環境条件等に起因して検知部の端子電圧が高い方や低い
方に変位していても、待機時間が終了した時点で検知部
の端子電圧が設定値に自動的に調整・固定されるので、
所定環境下（例えば温度２５℃、湿度６０％）での調整
が不要であり、手間がかからない。又、広いダイナミッ
クレンジが確保できるので、検出精度の向上が図れる。
【００１３】（請求項２の作用）電気ヒータが、金属酸
化物からなる検知部を加熱する。直流電源と検知部との
間には、発光部の発光量が多いほど受光素子の電気抵抗
が低くなるフォトカプラが電気接続されている。
化物からなる検知部を加熱する。直流電源と検知部との
間には、発光部の発光量が多いほど受光素子の電気抵抗
が低くなるフォトカプラが電気接続されている。
【００１４】通電制御手段は、ガスセンサが安定状態に
なるまでの待機時間のあいだ、検知部の端子電圧が設定
値になる様に発光部への通電量を制御するとともに、待
機時間が終了すると通電量を待機時間の終了時点の値に
固定する。空気の汚れ具合に対応してガスセンサの検知
部の電気抵抗値が変化し、汚染度合検出手段は、待機時
間終了後における検知部の端子電圧の変化に基づいて空
気の汚れ具合を検出する。
なるまでの待機時間のあいだ、検知部の端子電圧が設定
値になる様に発光部への通電量を制御するとともに、待
機時間が終了すると通電量を待機時間の終了時点の値に
固定する。空気の汚れ具合に対応してガスセンサの検知
部の電気抵抗値が変化し、汚染度合検出手段は、待機時
間終了後における検知部の端子電圧の変化に基づいて空
気の汚れ具合を検出する。
【００１５】（請求項２の効果）汚染度合検出装置は、
ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあいだ、
検知部の端子電圧が設定値になる様に発光部への通電量
を制御するとともに、待機時間が終了すると通電量を待
機時間の終了時点の値に固定する構成である。この為、
温度や湿度の環境条件等に起因して検知部の端子電圧が
高い方や低い方に変位していても、待機時間が終了した
時点で検知部の端子電圧が設定値に自動的に調整・固定
されるので、所定環境下（例えば温度２５℃、湿度６０
％）での調整が不要であり、手間がかからない。又、広
いダイナミックレンジが確保できるので、検出精度の向
上が図れる。
ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあいだ、
検知部の端子電圧が設定値になる様に発光部への通電量
を制御するとともに、待機時間が終了すると通電量を待
機時間の終了時点の値に固定する構成である。この為、
温度や湿度の環境条件等に起因して検知部の端子電圧が
高い方や低い方に変位していても、待機時間が終了した
時点で検知部の端子電圧が設定値に自動的に調整・固定
されるので、所定環境下（例えば温度２５℃、湿度６０
％）での調整が不要であり、手間がかからない。又、広
いダイナミックレンジが確保できるので、検出精度の向
上が図れる。
【００１６】（請求項３の作用）待機時間が終了した時
点で調整用電圧が設定値に調整（固定）されているが、
待機時間経過後の空気の汚れ具合が待機時間中の空気の
汚れ具合に比べて大きく変化して来ると、検知部の端子
電圧が上限閾値以上か下限閾値以下になる（所定時間以
上継続）。
点で調整用電圧が設定値に調整（固定）されているが、
待機時間経過後の空気の汚れ具合が待機時間中の空気の
汚れ具合に比べて大きく変化して来ると、検知部の端子
電圧が上限閾値以上か下限閾値以下になる（所定時間以
上継続）。
【００１７】この状態になると、調整用電圧制御手段
は、検知部の端子電圧が設定値になる様に電圧- 抵抗変
換素子に印加する調整用電圧を再調節した後に調整用電
圧を固定する。尚、上記再調節期間のあいだは、汚染度
合を検出しない。汚染度合検出手段は、固定された各調
整用電圧の差と、再調節終了後における検知部の端子電
圧の変化とに基づいて空気の汚れ具合の検出を再開す
る。
は、検知部の端子電圧が設定値になる様に電圧- 抵抗変
換素子に印加する調整用電圧を再調節した後に調整用電
圧を固定する。尚、上記再調節期間のあいだは、汚染度
合を検出しない。汚染度合検出手段は、固定された各調
整用電圧の差と、再調節終了後における検知部の端子電
圧の変化とに基づいて空気の汚れ具合の検出を再開す
る。
【００１８】（請求項３の効果）待機時間経過後の空気
の汚れ具合が待機時間中の空気の汚れ具合に比べて大き
く変化して、検知部の端子電圧が上限閾値以上か下限閾
値以下に所定時間継続すると、検知部の端子電圧が設定
値になる様に電圧- 抵抗変換素子に印加する調整用電圧
を調整用電圧制御手段が再調節した後に調整用電圧を固
定し、固定された各調整用電圧の差と、再調節終了後に
おける検知部の端子電圧の変化とに基づいて空気の汚れ
具合の検出を汚染度合検出手段が再開する構成であるの
で、更に広いダイナミックレンジが確保できる。
の汚れ具合が待機時間中の空気の汚れ具合に比べて大き
く変化して、検知部の端子電圧が上限閾値以上か下限閾
値以下に所定時間継続すると、検知部の端子電圧が設定
値になる様に電圧- 抵抗変換素子に印加する調整用電圧
を調整用電圧制御手段が再調節した後に調整用電圧を固
定し、固定された各調整用電圧の差と、再調節終了後に
おける検知部の端子電圧の変化とに基づいて空気の汚れ
具合の検出を汚染度合検出手段が再開する構成であるの
で、更に広いダイナミックレンジが確保できる。
【００１９】（請求項４の作用）ガスセンサは、空気の
汚れ具合に対応して電気抵抗値が変化する検知部と、発
熱して検知部を加熱する電気ヒータとを有する。電界効
果トランジスタのドレインを直流電源に接続し、ソース
を検知部に接続している。
汚れ具合に対応して電気抵抗値が変化する検知部と、発
熱して検知部を加熱する電気ヒータとを有する。電界効
果トランジスタのドレインを直流電源に接続し、ソース
を検知部に接続している。
【００２０】マイクロコンピュータは、ガスセンサが安
定状態になるまでの待機時間のあいだ、検知部の端子電
圧が設定値になる様にゲートに印加する調整用電圧を調
節するとともに、待機時間が終了すると調整用電圧を待
機時間の終了時点の値に固定し、待機時間終了後におけ
る検知部の端子電圧の変化に基づいて空気の汚れ具合を
検出する。
定状態になるまでの待機時間のあいだ、検知部の端子電
圧が設定値になる様にゲートに印加する調整用電圧を調
節するとともに、待機時間が終了すると調整用電圧を待
機時間の終了時点の値に固定し、待機時間終了後におけ
る検知部の端子電圧の変化に基づいて空気の汚れ具合を
検出する。
【００２１】（請求項４の効果）温度や湿度の環境条件
等に起因して検知部の端子電圧がマイクロコンピュータ
の入力電圧範囲の中央値から高い方又は低い方にずれて
いても、待機時間が終了した時点で検知部の端子電圧が
設定値に自動的に調整・固定されるので、所定環境下
（例えば温度２５℃、湿度６０％）での調整が不要であ
り、手間がかからない。又、広いダイナミックレンジが
確保できるので、検出精度の向上が図れる。
等に起因して検知部の端子電圧がマイクロコンピュータ
の入力電圧範囲の中央値から高い方又は低い方にずれて
いても、待機時間が終了した時点で検知部の端子電圧が
設定値に自動的に調整・固定されるので、所定環境下
（例えば温度２５℃、湿度６０％）での調整が不要であ
り、手間がかからない。又、広いダイナミックレンジが
確保できるので、検出精度の向上が図れる。
【００２２】（請求項５の作用）待機時間が終了した時
点で調整用電圧が設定値に調整（固定）されているが、
待機時間経過後の空気の汚れ具合が待機時間中の空気の
汚れ具合に比べて大きく変化して来ると、検知部の端子
電圧が上限閾値以上か下限閾値以下になる（所定時間以
上継続）。
点で調整用電圧が設定値に調整（固定）されているが、
待機時間経過後の空気の汚れ具合が待機時間中の空気の
汚れ具合に比べて大きく変化して来ると、検知部の端子
電圧が上限閾値以上か下限閾値以下になる（所定時間以
上継続）。
【００２３】この状態になると、マイクロコンピュータ
は、検知部の端子電圧が設定値になる様にゲートに印加
する調整用電圧を再調節した後に調整用電圧を固定す
る。尚、上記再調節期間のあいだは、汚染度合を検出し
ない。マイクロコンピュータは、固定された各調整用電
圧の差と、再調節後における検知部の端子電圧の変化と
に基づいて空気の汚れ具合の検出を再開する。
は、検知部の端子電圧が設定値になる様にゲートに印加
する調整用電圧を再調節した後に調整用電圧を固定す
る。尚、上記再調節期間のあいだは、汚染度合を検出し
ない。マイクロコンピュータは、固定された各調整用電
圧の差と、再調節後における検知部の端子電圧の変化と
に基づいて空気の汚れ具合の検出を再開する。
【００２４】（請求項５の効果）待機時間経過後の空気
の汚れ具合が待機時間中の空気の汚れ具合に比べて大き
く変化して、検知部の端子電圧が上限閾値以上か下限閾
値以下に所定時間継続すると、マイクロコンピュータ
は、検知部の端子電圧が設定値になる様にゲートに印加
する調整用電圧を再調節した後に調整用電圧を固定し、
固定された各調整用電圧の差と、再調節後における検知
部の端子電圧の変化とに基づいて空気の汚れ具合の検出
を再開する構成であるので、更に広いダイナミックレン
ジが確保できる。
の汚れ具合が待機時間中の空気の汚れ具合に比べて大き
く変化して、検知部の端子電圧が上限閾値以上か下限閾
値以下に所定時間継続すると、マイクロコンピュータ
は、検知部の端子電圧が設定値になる様にゲートに印加
する調整用電圧を再調節した後に調整用電圧を固定し、
固定された各調整用電圧の差と、再調節後における検知
部の端子電圧の変化とに基づいて空気の汚れ具合の検出
を再開する構成であるので、更に広いダイナミックレン
ジが確保できる。
【００２５】（請求項６の作用）ガスセンサが安定状態
になるまでの待機時間中に、マイクロコンピュータは、
電圧が比較的高いＨｉ状態と、電圧が比較的低いＬｏ状
態とが反復するパルスをゲートに印加するとともに、検
知部の端子電圧（温度や湿度の環境条件等により変位す
る）がマイクロコンピュータの入力電圧範囲の中央値に
なる様にＨｉ状態時間を調節する。そして、待機時間が
終了すると、マイクロコンピュータは、Ｈｉ状態時間を
待機時間の終了時点の値に固定し、検知部の端子電圧の
変化に基づいて空気の汚れ具合を判定する。
になるまでの待機時間中に、マイクロコンピュータは、
電圧が比較的高いＨｉ状態と、電圧が比較的低いＬｏ状
態とが反復するパルスをゲートに印加するとともに、検
知部の端子電圧（温度や湿度の環境条件等により変位す
る）がマイクロコンピュータの入力電圧範囲の中央値に
なる様にＨｉ状態時間を調節する。そして、待機時間が
終了すると、マイクロコンピュータは、Ｈｉ状態時間を
待機時間の終了時点の値に固定し、検知部の端子電圧の
変化に基づいて空気の汚れ具合を判定する。
【００２６】（請求項６の効果）待機中に、温度や湿度
の環境条件等に起因して検知部の端子電圧が、マイクロ
コンピュータの入力電圧範囲の上方又は下方に変位して
いると、マイクロコンピュータにより端子電圧が入力電
圧範囲の中央値に自動的に調節・固定されるので、所定
環境下（例えば温度２５℃、湿度６０％）での調整が不
要であり、手間がかからない。又、広いダイナミックレ
ンジが確保できるので、検出精度の向上が図れる。
の環境条件等に起因して検知部の端子電圧が、マイクロ
コンピュータの入力電圧範囲の上方又は下方に変位して
いると、マイクロコンピュータにより端子電圧が入力電
圧範囲の中央値に自動的に調節・固定されるので、所定
環境下（例えば温度２５℃、湿度６０％）での調整が不
要であり、手間がかからない。又、広いダイナミックレ
ンジが確保できるので、検出精度の向上が図れる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１、
４、６に対応）を、図１〜図４に基づいて説明する。図
１に示す様に、汚染度合検出装置Ａは、感応体部１１及
び電気ヒータ１２を有するガスセンサ１と、ドレイン２
１を＋５Ｖに接続し、ソース２２を感応体部１１に接続
したＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２と、ゲート２３
に抵抗３１を介して調整用電圧Ｖａを送出するととも
に、感応体部１１の端子電圧Ｖｓの変化に基づいて空気
の汚れ具合を判定するマイクロコンピュータ３とを備え
る。
４、６に対応）を、図１〜図４に基づいて説明する。図
１に示す様に、汚染度合検出装置Ａは、感応体部１１及
び電気ヒータ１２を有するガスセンサ１と、ドレイン２
１を＋５Ｖに接続し、ソース２２を感応体部１１に接続
したＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２と、ゲート２３
に抵抗３１を介して調整用電圧Ｖａを送出するととも
に、感応体部１１の端子電圧Ｖｓの変化に基づいて空気
の汚れ具合を判定するマイクロコンピュータ３とを備え
る。
【００２８】ガスセンサ１は、汚染物質の付着量が多く
なる程、電気抵抗が低くなる｛５ｋΩ〜４０ｋΩ→１．
５ｋΩ〜１２ｋΩ｝感応体部１１（貴金属酸化物質の半
導体；例えば、主成分ＳｎＯ2 に少量の貴金属を添加し
たもの）と、通電により発熱して感応体部１１を作動温
度（４００℃〜４８０℃）に加熱する電気ヒータ１２と
を有する。
なる程、電気抵抗が低くなる｛５ｋΩ〜４０ｋΩ→１．
５ｋΩ〜１２ｋΩ｝感応体部１１（貴金属酸化物質の半
導体；例えば、主成分ＳｎＯ2 に少量の貴金属を添加し
たもの）と、通電により発熱して感応体部１１を作動温
度（４００℃〜４８０℃）に加熱する電気ヒータ１２と
を有する。
【００２９】ＦＥＴ２は、ドレイン２１を＋５Ｖに接続
し、ソース２２を感応体部１１に接続している。又、ゲ
ート２３にはコンデンサ２４及び抵抗３１の一端が接続
されている。マイクロコンピュータ３は、受電端子３
２、３３が、各々、＋５Ｖ、ＧＮＤに接続され、Ｉ／Ｏ
ポート３４から調整用電圧Ｖａが抵抗３１を介してゲー
ト２３に送出され（ゲート電圧Ｖｇ）、感応体部１１の
端子電圧ＶｓがＡ／Ｄ入力ポート３５に入力されてい
る。
し、ソース２２を感応体部１１に接続している。又、ゲ
ート２３にはコンデンサ２４及び抵抗３１の一端が接続
されている。マイクロコンピュータ３は、受電端子３
２、３３が、各々、＋５Ｖ、ＧＮＤに接続され、Ｉ／Ｏ
ポート３４から調整用電圧Ｖａが抵抗３１を介してゲー
ト２３に送出され（ゲート電圧Ｖｇ）、感応体部１１の
端子電圧ＶｓがＡ／Ｄ入力ポート３５に入力されてい
る。
【００３０】つぎに、汚染度合検出装置Ａの作動を、図
２〜図４に基づいて説明する。電源をオンすると、ステ
ップｓ１で、マイクロコンピュータ３は、調整用電圧Ｖ
ａの送出を開始する。尚、調整用電圧Ｖａは、本実施例
では、周期Ｔを固定して、電圧が比較的高い（例えば２
Ｖ）Ｈｉ状態時間（数百μｓ〜数十ｍｓの時間間隔ｔ）
と、電圧が比較的低い（例えば０．５Ｖ）Ｌｏ状態時間
｛即ちＨｉ状態とは異なる時間間隔（Ｔ−ｔ）｝とが反
復するパルスである（図３参照）。
２〜図４に基づいて説明する。電源をオンすると、ステ
ップｓ１で、マイクロコンピュータ３は、調整用電圧Ｖ
ａの送出を開始する。尚、調整用電圧Ｖａは、本実施例
では、周期Ｔを固定して、電圧が比較的高い（例えば２
Ｖ）Ｈｉ状態時間（数百μｓ〜数十ｍｓの時間間隔ｔ）
と、電圧が比較的低い（例えば０．５Ｖ）Ｌｏ状態時間
｛即ちＨｉ状態とは異なる時間間隔（Ｔ−ｔ）｝とが反
復するパルスである（図３参照）。
【００３１】ステップｓ２で、待機時間（電源オンから
３０秒間）が終了しているか否かを判別し、終了してい
ない場合（ＮＯ）はステップｓ３に進む。又、終了して
いる場合（ＹＥＳ）はステップｓ４に進む。
３０秒間）が終了しているか否かを判別し、終了してい
ない場合（ＮＯ）はステップｓ３に進む。又、終了して
いる場合（ＹＥＳ）はステップｓ４に進む。
【００３２】ステップｓ３で、マイクロコンピュータ３
は、感応体部１１の端子電圧Ｖｓが＋２．５Ｖ｛（マイ
クロコンピュータ３の入力電圧範囲（＋０．２Ｖ〜＋
４．８Ｖ）の中央値｝になる様に、調整用電圧ＶａのＨ
ｉ状態時間ｔを調節する。
は、感応体部１１の端子電圧Ｖｓが＋２．５Ｖ｛（マイ
クロコンピュータ３の入力電圧範囲（＋０．２Ｖ〜＋
４．８Ｖ）の中央値｝になる様に、調整用電圧ＶａのＨ
ｉ状態時間ｔを調節する。
【００３３】感応体部１１の電気抵抗が大きい冬季乾燥
時期には、感応体部１１の端子電圧Ｖｓは高いので、調
整用電圧ＶａのＨｉ状態時間ｔは短く（数百μｓ）設定
される（図３上側、図４の実線参照）。又、感応体部１
１の電気抵抗が小さい夏季高温多湿時期には、感応体部
１１の端子電圧Ｖｓは低いので、調整用電圧ＶａのＨｉ
状態時間ｔは長く（数十ｍｓ）設定される（図３下側、
図４の二点鎖線参照）。
時期には、感応体部１１の端子電圧Ｖｓは高いので、調
整用電圧ＶａのＨｉ状態時間ｔは短く（数百μｓ）設定
される（図３上側、図４の実線参照）。又、感応体部１
１の電気抵抗が小さい夏季高温多湿時期には、感応体部
１１の端子電圧Ｖｓは低いので、調整用電圧ＶａのＨｉ
状態時間ｔは長く（数十ｍｓ）設定される（図３下側、
図４の二点鎖線参照）。
【００３４】ステップｓ４で、マイクロコンピュータ３
は、調整用電圧ＶａのＨｉ状態時間ｔを、待機時間の終
了時点の値に固定する。ステップｓ５で、感応体部１１
の端子電圧Ｖｓの変化に基づいて、汚染度合の判定動作
を開始する。
は、調整用電圧ＶａのＨｉ状態時間ｔを、待機時間の終
了時点の値に固定する。ステップｓ５で、感応体部１１
の端子電圧Ｖｓの変化に基づいて、汚染度合の判定動作
を開始する。
【００３５】例えば、所定時間（数ｍｓ〜数百ｍｓ）毎
に端子電圧Ｖｓをサンプリングし、過去２分間にサンプ
リングした端子電圧Ｖｓの平均値と最も新しいサンプリ
ング時点の端子電圧Ｖｓとを演算処理し抵抗比に変換す
る。例えば、抵抗比＜汚染判定閾値の場合に、“室内が
汚染状態にある”と判定し、空気清浄機等を作動状態に
する。
に端子電圧Ｖｓをサンプリングし、過去２分間にサンプ
リングした端子電圧Ｖｓの平均値と最も新しいサンプリ
ング時点の端子電圧Ｖｓとを演算処理し抵抗比に変換す
る。例えば、抵抗比＜汚染判定閾値の場合に、“室内が
汚染状態にある”と判定し、空気清浄機等を作動状態に
する。
【００３６】つぎに、本実施例の利点を述べる。 〔ア〕汚染度合検出装置Ａは、温度や湿度の環境条件等
により変位する感応体部１１の端子電圧Ｖｓを、マイク
ロコンピュータ３が調整用電圧ＶａのＨｉ状態を略無段
階に調節して、端子電圧Ｖｓを２．５Ｖ（マイクロコン
ピュータ３の入力電圧範囲の中央）に自動制御する構成
である。この為、常温常湿の環境下での調整（可変抵抗
器等による調整）が不要であり、手間がかからない。
により変位する感応体部１１の端子電圧Ｖｓを、マイク
ロコンピュータ３が調整用電圧ＶａのＨｉ状態を略無段
階に調節して、端子電圧Ｖｓを２．５Ｖ（マイクロコン
ピュータ３の入力電圧範囲の中央）に自動制御する構成
である。この為、常温常湿の環境下での調整（可変抵抗
器等による調整）が不要であり、手間がかからない。
【００３７】〔イ〕電源スイッチをオンしてからガスセ
ンサ１が安定状態になるまでの待機時間中に、マイクロ
コンピュータ３は、感応体部１１の端子電圧Ｖｓが低い
（夏季高温多湿時期）ほど調整用電圧ＶａのＨｉ状態時
間ｔを長くし、端子電圧Ｖｓが高い（冬季乾燥時期）ほ
ど調整用電圧ＶａのＨｉ状態時間ｔを短くして、端子電
圧Ｖｓを２．５Ｖ（マイクロコンピュータ３の入力電圧
範囲の中央）に調節する構成である。
ンサ１が安定状態になるまでの待機時間中に、マイクロ
コンピュータ３は、感応体部１１の端子電圧Ｖｓが低い
（夏季高温多湿時期）ほど調整用電圧ＶａのＨｉ状態時
間ｔを長くし、端子電圧Ｖｓが高い（冬季乾燥時期）ほ
ど調整用電圧ＶａのＨｉ状態時間ｔを短くして、端子電
圧Ｖｓを２．５Ｖ（マイクロコンピュータ３の入力電圧
範囲の中央）に調節する構成である。
【００３８】つまり、温度や湿度の環境条件等に起因し
て感応体部１１の端子電圧Ｖｓが変位していても、マイ
クロコンピュータ３によって、調整用電圧ＶａのＨｉ状
態時間が調節されて＋２．５Ｖに調節されるので、広い
ダイナミックレンジＤ1 （０．２Ｖ〜４．８Ｖ）が確保
でき、検出精度の向上が図れる。
て感応体部１１の端子電圧Ｖｓが変位していても、マイ
クロコンピュータ３によって、調整用電圧ＶａのＨｉ状
態時間が調節されて＋２．５Ｖに調節されるので、広い
ダイナミックレンジＤ1 （０．２Ｖ〜４．８Ｖ）が確保
でき、検出精度の向上が図れる。
【００３９】〔ウ〕ＦＥＴ２をパルス駆動して、感応体
部１１の端子電圧Ｖｓを調整する構成であるので、抵抗
３１を介してマイクロコンピュータ３がＦＥＴ２を直接
駆動することができ、回路が簡単であり、安価にでき
る。
部１１の端子電圧Ｖｓを調整する構成であるので、抵抗
３１を介してマイクロコンピュータ３がＦＥＴ２を直接
駆動することができ、回路が簡単であり、安価にでき
る。
【００４０】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．図１のＦＥＴ２に替え、図５に示す様に、＋５Ｖと
感応体部１１との間に、入光量が多いほど電気抵抗が低
くなり、入光量が少ないほど受光素子４１の電気抵抗が
高くなる、フォトカプラ４の受光素子４１を電気接続
し、マイクロコンピュータ３が、通電制御回路５を介し
てフォトカプラ４の発光部４２に通電される電力量を制
御するとともに、感応体部１１の端子電圧の変化に基づ
いて空気の汚れ具合を判定する構成であっても良い（請
求項２に対応）。
態様を含む。 ａ．図１のＦＥＴ２に替え、図５に示す様に、＋５Ｖと
感応体部１１との間に、入光量が多いほど電気抵抗が低
くなり、入光量が少ないほど受光素子４１の電気抵抗が
高くなる、フォトカプラ４の受光素子４１を電気接続
し、マイクロコンピュータ３が、通電制御回路５を介し
てフォトカプラ４の発光部４２に通電される電力量を制
御するとともに、感応体部１１の端子電圧の変化に基づ
いて空気の汚れ具合を判定する構成であっても良い（請
求項２に対応）。
【００４１】ｂ．上記実施例において、待機時間終了後
（図２のステップｓ５）において検知部の端子電圧が上
限閾値以上（例えば４Ｖ以上）か下限閾値以下（例えば
１Ｖ以下）の状態が所定時間（数分〜数十分）継続する
と、マイクロコンピュータ３が、感応体部１１の端子電
圧Ｖｓが＋２．５Ｖ（設定値）になる様に調整用電圧Ｖ
ａのＨｉ状態時間ｔを再調節した後に調整用電圧Ｖａの
Ｈｉ状態時間ｔを固定し、固定された各調整用電圧のＨ
ｉ状態時間ｔの差と、再調節終了後における感応体部１
１の端子電圧Ｖｓの変化とに基づいて空気の汚れ具合の
検出を再開する構成であっても良い（請求項３、５に対
応）。
（図２のステップｓ５）において検知部の端子電圧が上
限閾値以上（例えば４Ｖ以上）か下限閾値以下（例えば
１Ｖ以下）の状態が所定時間（数分〜数十分）継続する
と、マイクロコンピュータ３が、感応体部１１の端子電
圧Ｖｓが＋２．５Ｖ（設定値）になる様に調整用電圧Ｖ
ａのＨｉ状態時間ｔを再調節した後に調整用電圧Ｖａの
Ｈｉ状態時間ｔを固定し、固定された各調整用電圧のＨ
ｉ状態時間ｔの差と、再調節終了後における感応体部１
１の端子電圧Ｖｓの変化とに基づいて空気の汚れ具合の
検出を再開する構成であっても良い（請求項３、５に対
応）。
【００４２】ｃ．図１の実施例では、マイクロコンピュ
ータ３がＦＥＴ２をパルス駆動して感応体部１１の端子
電圧Ｖｓを調整する構成であるが、ＦＥＴ２のゲートに
印加する電圧を変化させて端子電圧Ｖｓを調整する構成
に変更しても良い。
ータ３がＦＥＴ２をパルス駆動して感応体部１１の端子
電圧Ｖｓを調整する構成であるが、ＦＥＴ２のゲートに
印加する電圧を変化させて端子電圧Ｖｓを調整する構成
に変更しても良い。
【００４３】ｄ．フォトカプラには、ＣｄＳ、ＣｄＳ
ｅ、抵抗式フォトカプラ、フォトトランジスタ、フォト
ダイオード等が使用できる。
ｅ、抵抗式フォトカプラ、フォトトランジスタ、フォト
ダイオード等が使用できる。
【図１】本発明に係る汚染度合検出装置の概略電気回路
図である。
図である。
【図２】その汚染度合検出装置のマイクロコンピュータ
の作動を示すフローチャートである。
の作動を示すフローチャートである。
【図３】冬季乾燥時期、又は夏季高温多湿時期におい
て、マイクロコンピュータが送出する調整用電圧Ｖａ
と、ＦＥＴのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇの波形
である。
て、マイクロコンピュータが送出する調整用電圧Ｖａ
と、ＦＥＴのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇの波形
である。
【図４】調整用電圧Ｖａの変化の様子を示すグラフであ
る。
る。
【図５】本発明の他の実施例に係る汚染度合検出装置の
概略電気回路図である。
概略電気回路図である。
【図６】従来技術の汚染度合検出装置において、ガスセ
ンサの感応体部の端子電圧の変動動向を示すグラフであ
る。
ンサの感応体部の端子電圧の変動動向を示すグラフであ
る。
【図７】従来技術１の汚染度合検出装置の概略電気回路
図である。
図である。
【図８】従来技術２の汚染度合検出装置の概略電気回路
図である。
図である。
１ ガスセンサ ２ ＦＥＴ（電圧- 抵抗変換素子、電界効果トランジス
タ） ３ マイクロコンピュータ ４ フォトカプラ １１ 感応体部（検知部） １２ 電気ヒータ ２１ ドレイン ２２ ソース ２３ ゲート ３１ 抵抗 ４１ 受光素子 ４２ 発光部 Ａ 汚染度合検出装置 Ｖａ 調整用電圧 Ｖｓ 端子電圧
タ） ３ マイクロコンピュータ ４ フォトカプラ １１ 感応体部（検知部） １２ 電気ヒータ ２１ ドレイン ２２ ソース ２３ ゲート ３１ 抵抗 ４１ 受光素子 ４２ 発光部 Ａ 汚染度合検出装置 Ｖａ 調整用電圧 Ｖｓ 端子電圧
Claims (6)
- 【請求項１】 空気の汚れ具合に対応して電気抵抗値が
変化する金属酸化物からなる検知部、及び該検知部を加
熱する電気ヒータを有するガスセンサと、 直流電源と前記検知部との間に電気接続され、印加され
る電圧に対応して電気抵抗が変化する電圧- 抵抗変換素
子と、 前記ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあい
だ前記検知部の端子電圧が設定値になる様に前記電圧-
抵抗変換素子に印加する調整用電圧を調節するととも
に、前記待機時間が終了すると前記調整用電圧を前記待
機時間の終了時点の値に固定する調整用電圧制御手段
と、 待機時間終了後における前記検知部の端子電圧の変化に
基づいて空気の汚れ具合を検出する汚染度合検出手段と
を備える汚染度合検出装置。 - 【請求項２】 空気の汚れ具合に対応して電気抵抗値が
変化する金属酸化物からなる検知部、及び該検知部を加
熱する電気ヒータを有するガスセンサと、 直流電源と前記検知部との間に電気接続され、発光部の
発光量が多いほど受光素子の電気抵抗が低くなるフォト
カプラと、 前記ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあい
だ前記検知部の端子電圧が設定値になる様に前記発光部
への通電量を制御するとともに、前記待機時間が終了す
ると前記通電量を前記待機時間の終了時点の値に固定す
る通電制御手段と、 待機時間終了後における前記検知部の端子電圧の変化に
基づいて空気の汚れ具合を検出する汚染度合検出手段と
を備える汚染度合検出装置。 - 【請求項３】 前記調整用電圧制御手段は、待機時間終
了後において前記検知部の端子電圧が上限閾値以上か下
限閾値以下の状態が所定時間継続すると、前記検知部の
端子電圧が設定値になる様に前記電圧- 抵抗変換素子に
印加する調整用電圧を再調節した後に前記調整用電圧を
固定し、 前記汚染度合検出手段は、固定された各調整用電圧の差
と、再調節終了後における前記検知部の端子電圧の変化
とに基づいて空気の汚れ具合の検出を再開する請求項１
に記載の汚染度合検出装置。 - 【請求項４】 空気の汚れ具合に対応して電気抵抗値が
変化する金属酸化物からなる検知部、及び該検知部を加
熱する電気ヒータを有するガスセンサと、 ドレインを直流電源に接続し、ソースを前記検知部に接
続し、ゲートに印加される電圧に対応して電気抵抗が変
化する電界効果トランジスタと、 前記ガスセンサが安定状態になるまでの待機時間のあい
だ前記検知部の端子電圧が設定値になる様に前記ゲート
に印加する調整用電圧を調節するとともに、前記待機時
間が終了すると前記調整用電圧を前記待機時間の終了時
点の値に固定し、待機時間終了後における前記検知部の
端子電圧の変化に基づいて空気の汚れ具合を検出するマ
イクロコンピュータとを備える汚染度合検出装置。 - 【請求項５】 前記マイクロコンピュータは、待機時間
終了後において前記検知部の端子電圧が上限閾値以上か
下限閾値以下の状態が所定時間継続すると、前記検知部
の端子電圧が設定値になる様に前記調整用電圧を再調節
した後に前記調整用電圧を固定し、固定された各調整用
電圧の差と待機時間終了後における前記検知部の端子電
圧の変化とに基づいて空気の汚れ具合の検出を再開する
請求項４に記載の汚染度合検出装置。 - 【請求項６】 前記調整用電圧は、電圧が比較的高いＨ
ｉ状態と、電圧が比較的低いＬｏ状態とが反復するパル
スであり、 前記設定値は、前記マイクロコンピュータの入力電圧範
囲の中央値である請求項４又は請求項５に記載の汚染度
合検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12286596A JPH09304320A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 汚染度合検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12286596A JPH09304320A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 汚染度合検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304320A true JPH09304320A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14846554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12286596A Pending JPH09304320A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 汚染度合検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304320A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714876B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-03-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Control system |
| US6756571B2 (en) * | 2002-10-17 | 2004-06-29 | Hitachi, Ltd. | System and method for compensation of contamination of a heated element in a heated element gas flow sensor |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP12286596A patent/JPH09304320A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714876B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-03-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Control system |
| US6756571B2 (en) * | 2002-10-17 | 2004-06-29 | Hitachi, Ltd. | System and method for compensation of contamination of a heated element in a heated element gas flow sensor |
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